Das Tohoku-Erdbeben (das Erdbeben von Sendai) 2011 war ein schweres Erdbeben vor der Sanriku-Küste der japanischen Region Tohoku. Es ereignete sich am 11. März 2011 um 14:46:23 Uhr Ortszeit (5:46:23 Uhr UTC, also 6:46:23 Uhr MEZ). Das Epizentrum lag vor der Küste der Präfektur Miyagi etwa 370 km nordöstlich von Tokio und 130 km östlich von Sendai.

Die Stärke des Erdbebens wird vom United States Geological Survey (USGS) mit der Momenten-Magnitude 9,0 Mw angegeben. Das Hypozentrum des Erdbebens lag nach diesen Angaben in etwa 32 km Tiefe. Auch nach Angaben der Japan Meteorological Agency hatte das Beben eine Stärke von 9,0 Mw; das Hypozentrum verorteten sie in einer Tiefe von 24 km. In Kurihara im Norden der Präfektur Miyagi erreichte das Beben die maximale Intensität von 7 auf der JMA-Skala.
Es gilt als stärkstes Beben in Japan seit Beginn der dortigen Erdbebenaufzeichnungen und war zudem Auslöser zweier weiterer Katastrophen in der Region: einem bis zu 10 Meter hohen Tsunami sowie Unfällen in mehreren Kernkraftwerken Ostjapans.

Sendai-Erdbeben in Japan am 11. März 2011

Datum 11. März 2011
Uhrzeit 05:46:23 UTC (14:46:23 Ortszeit)
Intensität VII auf der MM-Skala
Magnitude 9,0 MW
Tiefe 24,4 km
Koordinaten Epizentrum 38° 19′ 19? N, 142° 22′ 8? O
(130 km von Sendai, Japan)
Betroffene Orte: nördliche Ostküste von Honshu
Tsunami ja
Das Sendai-Erdbeben von 2011 war ein grosses Erdbeben vor der Küste der japanischen Region Tohoku. Es ereignete sich am 11. März um 14:46:23 Uhr Ortszeit (5:46:23 Uhr UTC, also 6:46:23 Uhr MEZ). Das Epizentrum lag etwa 370 km nordöstlich von Tokio und 130 km östlich von Sendai. Es gilt als stärkstes Beben in Japan seit Beginn der Erdbebenaufzeichnungen in der Region.
Die Stärke des Erdbebens wurde von der automatischen Auswertung United States Geological Survey mit der Momenten-Magnitude 8,9 Mw angegeben. Das Hypozentrum des Erdbebens lag nach diesen Angaben in etwa 24 km Tiefe. Nach Angaben der Japan Meteorological Agency hatte das Beben eine Stärke von 9,0 Mw; das Hypozentrum verorteten sie in derselben Tiefe. Nach Angaben des Pacific Tsunami Warning Centers (PTWC) hatte das Beben eine Stärke von 9,1.
Das Erdbeben löste einen mehrere Meter hohen Tsunami aus, der bis zu 10 km landeinwärts Verwüstungen hinterliess. Der japanische Name des Erdbebens ist Heisei 23 (2011)

Das Beben erreichte in Kurihara im Norden der Präfektur Miyagi die maximale Intensität von 7 auf der JMA-Skala. Es führte zu schweren Überschwemmungen und Havarien bei Kernkraftwerken im Nordosten Japans.

Das Erdbeben in der Nähe der Ostküste von Honshu ereignete sich als Ergebnis einer Überschiebung an der komplexen Plattengrenze zwischen der Pazifischen Platte und der Nordamerikanischen Platte. In diesem Bereich bewegt sich die Pazifische Platte mit einer Geschwindigkeit von durchschnittlich 83 mm pro Jahr in Bezug auf die Nordamerikanische Platte westwärts.

Diese Geschwindigkeit der Kontinentaldrift ist indes ein Durchschnittswert, der bei normaler seismischer Aktivität deutlich niedriger liegt, bis die sich aufbauende Spannung durch ein Erdbeben urplötzlich entspannt. Im Zusammenhang mit dem Tohoku-Erdbeben kam es nach ersten Schätzungen zu einer ruckartigen Bewegung von mindestens fünf Metern.

Am Japangraben schiebt sich die Pazifische Platte unter den südlichsten Ausläufer der Nordamerikanischen Platte und subduziert zusammen mit ihr weiter nach Westen unter die Eurasische Platte. Manche Seismologen unterteilen diese Region in mehrere Mikroplatten, die in der Kombination zu den Bewegungen zwischen der Pazifischen, Nordamerikanischen und Eurasischen Platte führen – insbesondere werden die Ochotskische Mikroplatte und die Amur-Mikroplatte im jeweiligen Teil Nordamerikas und Eurasiens benannt.

Seit 1973 ereigneten sich am Japangraben neun Erdbebenereignisse mit einer Magnitude grösser als 7. Das stärkste davon ereignete sich im Dezember 1994 mit einer Stärke von 7,8 mit Epizentrum etwa 230 km nördlich des Tohoku-Erdbebens – seine Auswirkungen töteten drei Personen und verletzten fast 700 weitere. Ein Erdbeben mit einer Magnitude von 7,7 mit Epizentrum 75 km weiter westlich führte zum Tod von 22 Personen und mehr als 400 Verletzten. Im Dezember 2008 ereigneten sich vier mässige Erdbeben (Magnitude 5,3–5,8) in einem Umkreis von 20 km zum Zentrum des Tohoku-Erdbebens.
Vorbeben

Karte der Beben vom 11. bis 14. März 2011
hellgrün: 11.3.2011, gelb: 12.3.2011, orange: 13.3.2011, rot: 14.3.2011
Dem Erdbeben gingen eine Reihe signifikanter Vorbeben voraus, beginnend am 9. März mit einem Erdbeben der Magnitude 7,2 Mw (das Epizentrum lag hier etwa 40 km entfernt vom Epizentrum des Tohoku-Erdbebens), gefolgt von drei weiteren Erdbeben mit einer Magnitude grösser als 6,0 Mw in der folgenden Nacht.
Nachbeben

Laut Daten des USGS folgten dem Hauptbeben zahlreiche Nachbeben, das schwerste mit einer Magnitude von 7,9 Mw ereignete sich eine halbe Stunde später um 15:15 Uhr lokaler Zeit, zwischendurch zwei kräftige Erdstösse der Stärke 6,4 Mw gegen 15:06. Am 15. März um 12:00 Uhr JST gab die JMA bekannt, dass bis zu diesem Zeitpunkt drei Nachbeben mit einer Magnitude von mehr als 7,0 Mw und 45 Nachbeben mit einer Magnitude von über 6,0 Mw aufgezeichnet wurden.
Energie des Erdbebens

Beim Hauptbeben wurde eine Energie von 1,9±0,5×1017 Joule freigesetzt. Anschaulich entspricht dies umgerechnet knapp dem wöchentlichen Primärenergieverbrauch Deutschlands (bezogen auf das Jahr 2010) oder mit einem TNT-Äquivalent von 45 Megatonnen etwa der Energie der stärksten je gezündeten Wasserstoffbombe (Zar-Bombe).
Seismische Intensität

Höchste seismische Intensität (gemäss JMA-Skala)
5 oder höher
Präfektur Max. Intensität
Miyagi 7
Fukushima 6+
Ibaraki 6+
Tochigi 6+
Iwate 6-
Gunma 6-
Saitama 6-
Chiba 6-
Aomori 5+
Akita 5+
Yamagata 5+
Tokio
(auch auf Niijima) 5+
Kanagawa 5+
Yamanashi 5+
Niigata 5-
Nagano 5-
Shizuoka 5-
Das Gebiet, in dem das Erdbeben spürbar war – mit Intensität shindo: auf der JMA-Skala von 1 oder höher – umfasste alle vier Hauptinseln Japans. Das Erdbeben hatte bis in den Nordosten des Grossraums Tokio schwerste Auswirkungen mit shindo von 6-jaku („schwache 6“) oder höher in den folgenden Gebieten:
7
Präfektur Miyagi – Kurihara.
6-kyo („starke 6“; 6+):
Präfektur Miyagi – Wakuya, Tome, Osaki, Natori, Zao, Yamamoto, Sendai: Bezirk Miyagino, Shiogama, Higashi-Matsushima, Ohira
Präfektur Fukushima – Shirakawa, Sukagawa, Nihonmatsu, Kagamiishi, Naraha, Tomioka, Okuma, Futaba, Namie, Shinchi,
Präfektur Ibaraki – Hitachi, Chikusei, Hokota
Präfektur Tochigi – Otawara, Utsunomiya, Mooka, Takanezawa
6-jaku („schwache 6“; 6-):
Präfektur Iwate – Ofunato, Kamaishi, Takizawa, Yahaba, Hanamaki, Ichinoseki, Oshu
Präfektur Miyagi – Kesennuma, Minamisanriku, Shiroishi, Kakuda, Iwanuma, Ogawara, Kawasaki, Watari, Sendai: Stadtbezrike Aoba, Wakabayashi, Izumi, Ishinomaki, Matsushima, Rifu, Taiwa, Tomiya
Präfektur Fukushima – Koriyama, Kori, Kunimi, Kawamata, Nishigo, Nakajima, Yabuki, Tanagura, Tamakawa, Asakawa, Ono, Tamura, Date, Iwaki, Soma, Hirono, Kawauchi, Iitate, Minamisoma, Inawashiro
Präfektur Ibaraki – Mito, Hitachi-Ota, Takahagi, Kita-Ibaraki, Hitachinaka, Ibaraki, Tokai, Hitachi-Omiya, Omitama, Tsuchiura, Ishioka, Toride, Tsukuba, Kashima, Itako, Bando, Inashiki, Kasumigaura, Namegata, Sakuragawa, Tsukubamirai
Präfektur Tochigi – Nasu, Nasushiobara, Haga, Nasukarasuyama, Nakagawa
Präfektur Gunma – Kiryu
Präfektur Saitama – Miyashiro
Präfektur Chiba – Narita, Inzai
Tsunami

Japanische Inseln
Der Tsunami richtete verheerende Verwüstungen in küstennahen Bereichen an (hier in Ofunato in der Präfektur Iwate auf Honshu).
Diese Karte der NOAA zeigt, in welcher Zeitdauer nach dem Erdbeben der Tsunami die Seegebiete des Pazifischen Ozeans erreichte.
Animation
Tsunami-Ausbreitungsvorhersage (NOAA). Wellenhöhen farblich wiedergegeben.
Am 11. März 2011, wenige Minuten nach dem Erdbeben, warnte die Japan Meteorological Agency vor einem bis zu sechs Meter hohen Tsunami für die Küste bei der Präfektur Miyagi, während für die Nachbarpräfekturen Iwate und Fukushima nur 3 Meter und für die restlichen Abschnitte der gesamten Ostküste Japans 0,5 bis 2 Meter erwartet wurden. Zufälligerweise hatte die japanische Regierung noch einen Tag vor dem Tsunami ein Informationsvideo über Tsunamis inklusive Verhaltensempfehlungen veröffentlicht.
Tatsächlich löste das Erdbeben dann jedoch einen an den Küsten vor Sendai und Sanriku bis zu 10 Meter hohen Tsunami aus, der einen bis zu 10 km breiten Küstenstreifen über hunderte Kilometer Länge verwüstete, insbesondere in der Gegend um Sendai. Betroffen war die gesamte Nordostküste der Insel Honshu mit den Präfekturen Fukushima, Miyagi und Iwate in der Region Tohoku. Schwere Verwüstungen wiesen die Städte Hachinohe, Kamaishi, Kesennuma, Minamisanriku, Rikuzentakata, Onagawa und Sendai auf.
In Sendai wurde der Flughafen überflutet. In der Gegend um Sendai drang der Tsunami weit ins Inland vor und spülte Schiffe, Autos und Häuser davon. In Hachinohe wurden grosse Schiffe an Land gespült. In Kesennuma brachen im Anschluss Brände aus, die grosse Teile der Stadt in Brand setzten. Ein Passagierschiff mit 100 Personen wurde vom Tsunami erfasst. Die Städte Minamisanriku und Rikuzentakata wurden durch den Tsunami vollständig zerstört, 10.000 Menschen wurden zunächst vermisst.
Vor der Küste von Oarai bildeten sich, wie schon bei vorherigen Tsunamis, gigantische Meereswirbel aus. Ein Zug der East Japan Railway Company (JR East) entgleiste auf der Ofunato-Linie im Bereich des Bahnhofs Nobiru in Higashi-Matsushima, so dass neun Reisende aus ihm geborgen werden mussten. Vier weitere Züge auf der Senseki-Linie, Ofunato-Linie und Kesennuma-Linie galten als vermisst.

Auswirkungen

Erdbeben/Tsunami
Fahrgäste beim Verlassen eines gestoppten JR-Zuges.
Nach Angaben des Senders NHK wurden 6.300 Gebäude zerstört sowie 76.000 beschädigt.
Japans Verkehrsnetzwerk wurde durch das Erdbeben schwer gestört. Mehrere Abschnitte der Tohoku-Autobahn im Norden Japans wurden beschädigt und waren nicht mehr befahrbar. Der Flughafen Sendai wurde gegen 15:55 Uhr JST, also rund 70 Minuten nach dem Erdbeben, durch den Tsunami überflutet und ist ausser Betrieb. Die Tokioer Flughäfen Narita und Haneda stellten nach dem Erdbeben für etwa 24 Stunden den Betrieb ein und die meisten ankommenden Flüge wurden zu anderen Flughäfen umgeleitet. Zehn ankommende Flüge nach Narita landeten auf der US-amerikanischen Yokota Air Base, etwa 25 Kilometer westlich von Tokio.
In Tokio wurde der Eisenbahn- und U-Bahn-Verkehr zunächst vollständig eingestellt, doch nach einigen Stunden auf manchen Strecken wieder aufgenommen. Am Tag nach dem Erdbeben wurde auf den meisten Strecken im Grossraum Tokio der Bahnverkehr wieder voll aufgenommen. Rund 20.000 Besucher von Tokyo Disneyland konnten den Park nicht verlassen und verbrachten die Nacht vom 11. zum 12. März auf dem Gelände.
Verschiedene Eisenbahnverbindungen in Japan wurden unterbrochen, die East Japan Railway Company stellte den Verkehr vollständig ein. Zu vier Zügen auf Küstenstrecken verlor die Fahrdienstleitung den Kontakt. Ein Zug auf der Senseki-Linie mit vier Waggons wurde am Morgen nach dem Erdbeben entgleist aufgefunden und die Insassen gerettet. Fahrende Shinkansen-Züge wurden angehalten, es kam jedoch zu keinen Entgleisungen. Der Tokaido-Shinkansen nahm nach einigen Stunden mit einzelnen Fahrten den Betrieb wieder auf und verkehrte am nächsten Tag nach dem normalen Fahrplan. Joetsu und Nagano-Shinkansen fuhren ab dem Abend des 12. März wieder, doch der Tohoku-Shinkansen blieb eingestellt, da es zu Beschädigungen von Oberleitungen und Brückenbauwerken gekommen ist. Ein Datum für die Wiederaufnahme des Verkehrs wurde nicht bekanntgegeben; die Reparaturen werden wohl einige Zeit andauern.
In Tokio wurde die Mastspitze des Tokyo Towers sichtbar verbogen. In der Stadt Ichihara (Präfektur Chiba) geriet die Erdölraffinerie der Cosmo Oil Company in Brand.
Wegen der Erdbeben mussten 210.000 Menschen evakuiert werden, 5,5 Millionen Haushalte waren ohne Strom und 1 Million Haushalte in 18 Präfekturen ohne Wasser.

Die Cosmo-Ölraffinerie in Ichihara geriet nach einer Explosion in Brand.

In Tokio löste das Erdbeben mehrere Brände aus.

Die verbogene Mastspitze des Tokyo Towers in Tokio.

Geophysik
Das Erdbeben verschob die Hauptinsel Japans um 2,4 Meter und die Erdachse um 10 Zentimeter. Zudem änderte sich die Massenverteilung der Erde um ein Minimales, was zur Folge hatte, dass sich die Erde seitdem etwas schneller dreht als es vorher der Fall war. Ein Tag bzw. eine vollständige Umdrehung verkürzte sich um 1,8 Mikrosekunden.
Folgen

Opfer
Genaue Angaben liegen bisher nicht vor, es wird mit über 10.000 Toten gerechnet, wobei durch das Beben selbst nur eine vergleichsweise geringe Zahl verursacht wurde. Den Grossteil der Opfer forderte der Tsunami. 5 Tage nach dem Beben gab die Polizei die Zahl von 4.312 Toten an. Am 17.03.2011 wurde die Zahl der Opfer auf 5198 angehoben.
Daneben wurden viele Menschen verletzt und viele werden vermisst. Am 13. März wurde von ca. 400.000 Personen berichtet, die fliehen konnten oder evakuiert wurden und zu einem grossen Teil in Massenunterkünften zu versorgen sind. Eine halbe Million Menschen mussten in Notunterkünften untergebracht werden. Teilweise herrscht dort Wasser- und Nahrungsmangel. Die Behörden teilten am gleichen Tag mit, dass die Rettung/Bergung von über 3.000 Personen gelungen sei.
Am 16. März wandte sich der seit 1989 amtierende japanische Kaiser (jap. Tenno) Akihito zum ersten Mal mit einer Fernsehansprache an das Volk. Fünf Tage nach dem Erdbeben äusserte er sich öffentlich zu den Ereignissen und informierte die Bevölkerung, dass er Beileidsbekundungen aus aller Welt erhalten habe und dankte der internationalen Gemeinschaft für die Unterstützung. Er zeigte sich bewegt darüber, wie ruhig die Menschen blieben und wie geordnet alles ablaufe. In solch einer Krise müsse man sich gegenseitig verstehen und helfen. Bestürzt über die Krise am Atomkraftwerk Fukushima, die eine Katastrophe von noch nie dagewesenem Ausmasses sei, appellierte er an die Japaner, die Hoffnung jetzt nicht aufzugeben.
Kernkraftwerke
Lage der betroffenen Kraftwerke an der Ostküste Japans
Als Folge des Erdbebens vom 11. März 2011 14:46:23 Uhr (Ortszeit) mit nachfolgendem Tsunami wurde der Betrieb in mehreren japanischen Kernkraftwerken beeinträchtigt. Die Japanische Atomaufsichtsbehörde (Nuclear and Industrial Safety Agency NISA) wurde sofort nach Ausbruch des Erdbebens um 14:46 Uhr (Ortszeit) informiert. Der japanische Kernkraftwerksbetreiber Tokyo Electric Power Company TEPCO meldete erstmals um 15:42 Uhr (Ortszeit) einen nuklearen Notfall (Nuclear Emergency) im Kernkraftwerk Fukushima-Daiichi. Nachdem weitere Berichte über Notfallsituationen aus anderen Kernkraftwerken eintrafen, rief die japanische Regierung am 11. März 2011 um 19:03 Uhr (Ortszeit) den Nuklearen Notfallzustand (State of Nuclear Emergency) aus.
Nach Angaben der Internationalen Atomenergie-Organisation (IAEO/IAEA) und des Japan Atomic Industrial Forum (JAIF) wurden elf Reaktorblöcke in vier Atomkraftwerken abgeschaltet. Betroffen waren die Anlagen Fukushima-Daiichi mit drei laufenden Blöcken, Fukushima-Daini mit allen vier Blöcken, Tokai mit einem Block und Onagawa mit allen drei Blöcken. Es handelt sich in allen Fällen um Siedewasserreaktoren.
Nach der Abschaltung traten in fünf der elf Reaktoren Störfälle im Kühlmittelkreislauf auf. Ursache ist in allen Fällen der Ausfall der Notstromgeneratoren für die Nachkühlung der heruntergefahrenen Reaktoren in Folge des Tsunamis. In den Reaktorblöcken 1, 2 und 3 des Kernkraftwerks Fukushima I kam es nach Temperaturanstieg und Knallgasbildung zu drei Explosionen, die die äusseren Hüllen der Reaktorblockgebäude zerstörten. Die japanische Regierung bestätigte daraufhin die Umsetzung der Notfall-Protokolle für das Kraftwerk Fukushima-Daiichi und später auch für das Kraftwerk Onagawa.
Im Kernkraftwerk Fukushima-Daiichi wurde nach dreier Knallgas-Explosionen in den Reaktorblöcken 1 bis 3 und einem Brand im Reaktorblock 4 die zwei Sicherheitshüllen (Containments) der Reaktorblöcke 2 und 3 beschädigt. Eine Kernschmelze ist äusserst wahrscheinlich.
Es kam zur kontrollierten Freisetzung von radioaktiven Stoffen während des Ablassens von Dampf zur Druckverminderung und zur kurzfristigen Freisetzung durch das Feuer in Block 4. Infolgedessen fragte die IAEA bei der UN-Schwesterbehörde World Meteorological Organization am 14. März an, die acht im Environmental Emergency Response Programme eingebundenen Regional Specialized Meteorological Centres (RSMC) zu aktivieren und primär die RSMCs in Tokio, Peking und Obninsk mit der Unterrichtung der nationalen Wetterdienste über Ausmass und Lage radioaktiver Stoffe in der Atmosphäre zu beauftragen.

Fukushima-Daiichi
Siehe auch: Unfallserie im Kernkraftwerk Fukushima-Daiichi nach dem Erdbeben vom 11. März 2011
Am 11. März 2011 kam es im 150 km vom Epizentrum entfernten Kernkraftwerk Fukushima-Daiichi (Fukushima I) bei den Reaktorblöcken 1 bis 3 zum Ausfall des Kühlsystems, nachdem zuvor die Dieselgeneratoren der Notstromversorgung ihren Dienst versagten. In den Reaktorblöcken 1 bis 3 verdampfte daraufhin Kühlwasser. Zum Ausgleich des Kühlwasserverlusts und zur Kühlung erhielten alle drei Reaktorblöcke mit Borsäure als Neutronenabsorber versetztes Meerwasser von aussen eingespritzt. Die Reaktorblöcke 4 bis 6 waren wegen Inspektionsarbeiten nicht in Betrieb; sind jedoch mit Brennstäben bestückt, die in den dortigen Abklingbecken lagern.